JP7296279B2 - Shape measuring device and detector calibration method - Google Patents

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Description

本発明は、形状計測装置、及び形状計測装置に搭載される検出器の校正方法に関する。
The present invention relates to a shape measuring device and a method of calibrating a detector mounted on the shape measuring device.

研削対象物であるワークの上面の真直度を計測する方法として、研削装置のワーク送り機能を利用し、砥石ヘッドに変位計を取り付けて加工表面を走査する機上計測方法が知られている。機上計測方法では、一般的に、3個の変位計を含む検出器を用いた逐次三点法が用いられる(例えば、特許文献1)。逐次三点法においては、ワークの上面の一直線上に位置する三点の高さ方向の位置を同時に計測し、計測結果から、平面の局所的な曲がりの度合い(曲率)を求める。その曲率を2階積分してワークの上面の真直度を計算により求める。真直度とは、対象とする形状の、幾何学的に正しい直線からの狂いの程度を意味する。ワークの上面の真直度を計測することは、ワークの上面の高さ方向に関する凹凸の形状を計測することと等価である。 As a method for measuring the straightness of the upper surface of a workpiece to be ground, an on-machine measurement method is known in which a displacement gauge is attached to the grinding wheel head to scan the surface to be processed, using the workpiece feeding function of the grinding apparatus. In the on-machine measurement method, a sequential three-point method using a detector including three displacement gauges is generally used (for example, Patent Document 1). In the sequential three-point method, the positions in the height direction of three points positioned on a straight line on the upper surface of the workpiece are measured simultaneously, and the degree of local bending (curvature) of the plane is obtained from the measurement results. The curvature is integrated twice to obtain the straightness of the upper surface of the work by calculation. Straightness means the degree of deviation of a target shape from a geometrically correct straight line. Measuring the straightness of the upper surface of the work is equivalent to measuring the shape of unevenness in the height direction of the upper surface of the work.

計測対象物の表面の真直度を精度よく計測するために、3個の変位計のゼロ点が幾何学的に正しい平面上に位置するように検出器のゼロ点校正を行う必要がある。検出器のゼロ点校正を行うために、真直度が高い基準面を持つ基準器が使用される。研削装置によって研削されたワークの上面の真直度を計測する際には、例えば、研削後のワークの上に基準器を載せて、3個の変位計のゼロ点が基準面上に位置するように、検出器のゼロ点校正を行う。 In order to accurately measure the straightness of the surface of the object to be measured, it is necessary to calibrate the zero point of the detector so that the zero points of the three displacement gauges are positioned on the geometrically correct plane. A reference device with a highly straight reference surface is used to calibrate the zero point of the detector. When measuring the straightness of the upper surface of a work ground by a grinding machine, for example, a standard is placed on the work after grinding so that the zero points of the three displacement gauges are positioned on the reference plane. Then perform zero point calibration of the detector.

特開2016-166873号公報JP 2016-166873 A

検出器のゼロ点校正を行った後、基準器をワーク上の他の位置に設置して基準面の真直度を計測すると、理想的には真直度の幾何公差はゼロになる。ところが、基準器を設置する位置を変えて基準面の真直度を計測すると、基準面の真直度の幾何公差がゼロではなくなってしまう場合があることが判明した。これは、基準器を載せる位置によって、ゼロ点校正後のゼロ点の位置にばらつきが生じてしまうことを意味する。高精度のゼロ点校正が行われないと、ワークの上面の真直度の計測精度が低下してしまう。 After zero-point calibration of the detector, if the straightness of the reference surface is measured by setting the reference device at another position on the workpiece, the straightness geometric tolerance is ideally zero. However, it was found that if the straightness of the reference surface is measured by changing the position of the reference device, the geometric tolerance of the straightness of the reference surface may not be zero. This means that the position of the zero point after zero point calibration varies depending on the position where the reference device is placed. Without high-precision zero-point calibration, the straightness measurement accuracy of the upper surface of the workpiece is lowered.

本発明の目的は、検出器のゼロ点校正において、ゼロ点の位置のばらつきが生じにくい形状計測装置及び検出器の校正方法を提供することである
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a shape measuring apparatus and a method for calibrating a detector in which variation in the position of the zero point is less likely to occur in the zero point calibration of the detector .

本発明の一観点によると、
一列に配列した少なくとも3個の変位計を含み、計測対象物に対向して配置されることにより、前記少なくとも3個の変位計から前記計測対象物までの距離の変位を検出する検出器と、
支持部材の上に支持されることによって、前記検出器の校正用の基準面を提供する基準器と、
前記検出器の校正を行う制御装置と
を有し、
前記基準器は、前記少なくとも3個の変位計が配列する方向に関して2箇所で前記支持部材の上に支持される支持構造を有し、
前記制御装置は、前記少なくとも3個の変位計に前記基準面を対向させた状態で前記検出器の校正を行う形状計測装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
a detector that includes at least three displacement gauges arranged in a line and is arranged facing the measurement object to detect the displacement of the distance from the at least three displacement gauges to the measurement object;
a datum supported on a support member to provide a reference surface for calibration of the detector;
and a controller for calibrating the detector ,
The reference device has a support structure supported on the support member at two points in the direction in which the at least three displacement gauges are arranged,
The control device is provided with a shape measuring device that calibrates the detector with the reference plane facing the at least three displacement gauges.

本発明の他の観点によると、
一列に配列した少なくとも3個の変位計を含み、計測対象物に対向して配置されることにより、前記少なくとも3個の変位計の各々から計測対象物までの距離の変位を検出する検出器と、
支持部材の上に支持されることによって、前記検出器の校正を行うための基準面を提供する基準器と、
前記検出器の校正を行う制御装置と
を有し、
前記基準器を前記支持部材の上に支持した状態で、自重によって撓みが生じ、撓みが生じた状態の前記基準面の形状が、前記支持部材の上面の凹凸の影響を受けない構造を有し、
前記制御装置は、前記少なくとも3個の変位計を前記基準面に対向させた状態で前記検出器の校正を行う形状計測装置が提供される。
According to another aspect of the invention,
a detector that includes at least three displacement gauges arranged in a row and is arranged facing the object to be measured to detect the displacement of the distance from each of the at least three displacement gauges to the object to be measured; ,
a datum supported on a support member to provide a reference surface for calibrating the detector;
and a controller for calibrating the detector ,
In a state in which the reference device is supported on the support member, it is bent by its own weight, and the shape of the reference surface in the bent state is not affected by the unevenness of the upper surface of the support member. ,
The control device is provided with a shape measuring device that calibrates the detector with the at least three displacement gauges facing the reference plane.

本発明のさらに他の観点によると、
一列に配列した少なくとも3個の変位計を、計測対象物に対向して配置させることにより、前記少なくとも3個の変位計の各々から前記計測対象物までの距離の変位を検出する検出器の校正方法であって、
前記少なくとも3個の変位計に基準器の基準面を対向させた姿勢で、前記基準器を前記少なくとも3個の変位計は配列する方向に関して2箇所で支持部材の上に支持させ、
前記少なくとも3個の変位計を前記基準面に対向させた状態で前記検出器の校正を行う校正方法が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
Calibration of a detector that detects the displacement of the distance from each of the at least three displacement gauges to the measurement object by arranging at least three displacement gauges arranged in a line so as to face the measurement object a method,
supporting the reference device on a supporting member at two points in the direction in which the at least three displacement gauges are arranged, in a posture in which the reference surface of the reference device faces the at least three displacement gauges;
A calibration method is provided for calibrating the detector with the at least three displacement gauges facing the reference plane.

基準器の撓み形状が、支持部材の上面の凹凸の影響を受けない。このため、検出器の校正時に形状のばらつきが小さい基準面が提供され、その結果、検出器の少なくとも3個の変位計のゼロ点の位置の、設置場所によるばらつきを抑制することができる。 The bending shape of the standard is not affected by the unevenness of the upper surface of the support member. Therefore, when calibrating the detector, a reference plane with small variations in shape is provided, and as a result, it is possible to suppress variations in the positions of the zero points of at least three displacement gauges of the detector depending on the installation location.

図1Aは、実施例による形状計測装置が組み込まれた研削装置の斜視図であり、図1Bは、砥石ヘッドに検出器を取り付けた状態における検出器の側面図である。FIG. 1A is a perspective view of a grinding apparatus incorporating a shape measuring device according to an embodiment, and FIG. 1B is a side view of the detector with the detector attached to the grindstone head. 図2は、計測対象であるワークの上面、及び検出器を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the upper surface of the workpiece to be measured and the detector. 図3は、検出器の第1変位計、第2変位計、第3変位計と基準器との位置関係を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the positional relationship between the first displacement gauge, the second displacement gauge, the third displacement gauge of the detector and the reference device. 図4A及び図4Bは、比較例による検出器の校正方法で用いられる基準器をワークの上に載せた状態の断面図である。4A and 4B are cross-sectional views showing a state in which a reference device used in a detector calibration method according to a comparative example is placed on a workpiece. 図5は、実施例による形状計測装置で用いられる基準器を斜め下方から見た斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of the standard device used in the shape measuring apparatus according to the embodiment, viewed obliquely from below. 図6A及び図6Bは、実施例による形状計測装置で用いられる基準器をワークの上面に載せた状態の断面図である。6A and 6B are cross-sectional views showing a state in which the reference device used in the shape measuring apparatus according to the embodiment is placed on the upper surface of the work. 図7Aは、両端支持等分布荷重の梁構造を有する基準器の模式図であり、図7Bは、実施例による形状計測装置で用いられる基準器と検出器との位置関係を示す模式図である。FIG. 7A is a schematic diagram of a reference device having a beam structure with an evenly distributed load supported at both ends, and FIG. 7B is a schematic diagram showing the positional relationship between the reference device and the detector used in the shape measuring apparatus according to the embodiment. . 図8A~図8Cは、評価実験中におけるワーク、基準器、及び検出器の位置関係を示す図である。8A to 8C are diagrams showing the positional relationship of the workpiece, reference device, and detector during the evaluation experiment. 図9Aは、脚部を持たない直方体状の基準器を用いて計測したオフセット量gの分布を示すグラフであり、図9Bは、実施例による形状計測装置で使用される基準器(図5)、即ち脚部を持つ基準器を用いて計測したオフセット量gの分布を示すグラフである。FIG. 9A is a graph showing the distribution of the offset amount g measured using a rectangular parallelepiped standard without legs, and FIG. 9B is a standard used in the shape measuring device according to the embodiment (FIG. 5) , that is, a graph showing the distribution of the offset amount g measured using a reference device having legs. 図10は、実施例による形状計測方法のフローチャートである。FIG. 10 is a flow chart of a shape measuring method according to an embodiment. 図11Aは、制御装置が入出力装置のディスプレイに表示させたコントロールウィンドウの画像を示す図であり、図11Bは、入出力装置のディスプレイに表示された計測結果の画像の一例を示す図である。11A is a diagram showing an image of the control window displayed on the display of the input/output device by the control device, and FIG. 11B is a diagram showing an example of the image of the measurement results displayed on the display of the input/output device. . 図12は、他の実施例による形状計測方法のフローチャートである。FIG. 12 is a flow chart of a shape measuring method according to another embodiment. 図13は、図12に示した実施例の制御装置が入出力装置(図1A)のディスプレイに表示させたコントロールウィンドウの画像を示す図である。13 is a diagram showing an image of a control window displayed on the display of the input/output device (FIG. 1A) by the control device of the embodiment shown in FIG. 12. FIG. 図14は、ワークの上面の真直度の幾何公差の計測結果、及び温度センサ(図1B)で測定された温度の測定値の時間変化を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing the measurement result of the straightness geometrical tolerance of the upper surface of the work and the time change of the temperature measured by the temperature sensor (FIG. 1B). 図15Aは、さらに他の実施例による形状計測装置の制御装置が入出力装置(図1A)のディスプレイに表示させたコントロールウィンドウの画像を示す図であり、図15Bは、入出力装置(図1A)のディスプレイに表示された画像の一例を示す図である。FIG. 15A is a diagram showing an image of a control window displayed on the display of the input/output device (FIG. 1A) by the control device of the shape measuring device according to still another embodiment, and FIG. ) is a diagram showing an example of an image displayed on the display. 図16A~図16Dは、図5に示した実施例の変形例による基準器を斜め下から見た斜視図である。16A to 16D are perspective views of a reference device according to a modification of the embodiment shown in FIG. 5, as viewed obliquely from below. 図17Aは、図5に示した実施例の他の変形例による基準器の無重力状態における側面図であり、図17Bは、ワークの上面に設置した状態での基準器の側面図である。17A is a side view of a reference device in a weightless state according to another modification of the embodiment shown in FIG. 5, and FIG. 17B is a side view of the reference device installed on the upper surface of a work.

図1A~図11Bを参照して、実施例による形状計測装置について説明する。
図1Aは、本実施例による形状計測装置が組み込まれた研削装置の斜視図である。研削装置は、可動テーブル10、テーブル案内機構11、砥石ヘッド15、砥石16、案内レール18、制御装置20、入出力装置21、基準器30、及び検出器40を含む。可動テーブル10はテーブル案内機構11によって水平面内の一方向に往復移動する。可動テーブル10の上に被研削物であるワーク12が支持される。このワーク12が、形状計測装置によって真直度を計測される計測対象物に相当する。
A shape measuring apparatus according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1A to 11B.
FIG. 1A is a perspective view of a grinding machine incorporating a shape measuring device according to this embodiment. The grinding apparatus includes a movable table 10 , a table guide mechanism 11 , a grindstone head 15 , a grindstone 16 , a guide rail 18 , a control device 20 , an input/output device 21 , a reference device 30 and a detector 40 . A table guide mechanism 11 reciprocates the movable table 10 in one direction in a horizontal plane. A workpiece 12 to be ground is supported on a movable table 10 . This workpiece 12 corresponds to a measurement object whose straightness is measured by the shape measuring device.

砥石ヘッド15が案内レール18によって可動テーブル10上のワーク12の上方に、昇降可能に支持されている。砥石ヘッド15は、水平面内で可動テーブル10の移動方向と直交する方向に移動可能である。可動テーブル10の移動方向をx軸方向とし、砥石ヘッド15の移動方向をy軸方向とし、鉛直下向きをz軸の正の向きとするxyz直交座標系を定義する。 A grinding wheel head 15 is supported above the workpiece 12 on the movable table 10 by a guide rail 18 so as to be able to move up and down. The grindstone head 15 can move in a direction perpendicular to the moving direction of the movable table 10 within a horizontal plane. An xyz orthogonal coordinate system is defined in which the moving direction of the movable table 10 is the x-axis direction, the moving direction of the grindstone head 15 is the y-axis direction, and the vertical downward direction is the positive direction of the z-axis.

砥石ヘッド15の下端部に砥石16が取り付けられている。砥石16は円柱状の形状を有し、その中心軸がy軸方向と平行である。砥石16がワーク12に接触する程度まで砥石ヘッド15を下降させ、砥石16を回転させながらワーク12をx軸方向に移動させることにより、ワーク12の研削が行われる。砥石ヘッド15をy軸方向に移動させて同様の処理を繰り返すことにより、ワーク12の上面の全域を研削することができる。 A grindstone 16 is attached to the lower end of the grindstone head 15 . The grindstone 16 has a columnar shape and its central axis is parallel to the y-axis direction. The work 12 is ground by lowering the grindstone head 15 until the grindstone 16 contacts the work 12 and moving the work 12 in the x-axis direction while rotating the grindstone 16 . By moving the grindstone head 15 in the y-axis direction and repeating the same processing, the entire upper surface of the workpiece 12 can be ground.

制御装置20が、可動テーブル10のx軸方向への移動、砥石ヘッド15のy軸方向への移動及び昇降、砥石16の回転の制御を行う。入出力装置21から制御装置20への各種指令が入力され、制御装置20による処理結果等が入出力装置21に出力される。入出力装置21は、例えばディスプレイ、ポインティングデバイス、キーボード等を含む。 The control device 20 controls movement of the movable table 10 in the x-axis direction, movement and elevation of the grindstone head 15 in the y-axis direction, and rotation of the grindstone 16 . Various commands are input from the input/output device 21 to the control device 20 , and processing results and the like by the control device 20 are output to the input/output device 21 . The input/output device 21 includes, for example, a display, pointing device, keyboard, and the like.

検出器40は、砥石ヘッド15の側面に着脱可能に取り付けられる。研削時には、検出器40は砥石ヘッド15から取り外される。ワーク12の上面の真直度を計測する際に、検出器40が砥石ヘッド15に取り付けられる。検出器40は、例えば磁石の吸引力、ネジ止め等によって砥石ヘッド15に取り付けられる。検出器40の構成については、後に図1Bを参照して詳述する。検出器40の校正を行う際に、ワーク12の上に基準器30を配置する。基準器30は、ワーク12の上に支持されることによって、検出器40の校正用の基準面を提供する。ワーク12は、ゼロ点校正時に基準器30を支持するための支持部材として機能する。 The detector 40 is detachably attached to the side surface of the grindstone head 15 . During grinding, the detector 40 is removed from the grindstone head 15 . A detector 40 is attached to the grindstone head 15 when measuring the straightness of the upper surface of the work 12 . The detector 40 is attached to the grindstone head 15 by, for example, magnetic attraction, screwing, or the like. The configuration of detector 40 will be described in detail later with reference to FIG. 1B. When calibrating the detector 40 , the reference device 30 is placed above the workpiece 12 . The datum 30 provides a reference plane for calibration of the detector 40 by being supported on the workpiece 12 . The workpiece 12 functions as a support member for supporting the reference device 30 during zero point calibration.

図1Bは、砥石ヘッド15に検出器40を取り付けた状態における検出器40の側面図である。 FIG. 1B is a side view of the detector 40 with the detector 40 attached to the grindstone head 15. FIG.

検出器40は、支持ベース41に取り付けられてx軸方向に一列に配列した第1変位計42a、第2変位計42b、第3変位計42cを含む。これらの変位計として、例えば非接触型のレーザ変位計を用いることができる。第1変位計42a、第2変位計42b、及び第3変位計42cの各々は、ワーク12に対向して配置されることにより、各々の変位計からワーク12までの距離の変位を検出する。より具体的には、各変位計のゼロ点からワーク12の上面の被測定点までのz軸方向の距離を測定する。検出器40が対向する位置に基準器30(図1A)を配置した状態では、各変位計は、基準器30の基準面のz軸方向の変位を検出する。 The detector 40 includes a first displacement gauge 42a, a second displacement gauge 42b, and a third displacement gauge 42c that are attached to the support base 41 and arranged in a row in the x-axis direction. As these displacement gauges, for example, non-contact laser displacement gauges can be used. Each of the first displacement gauge 42 a , the second displacement gauge 42 b , and the third displacement gauge 42 c is arranged to face the work 12 to detect the displacement of the distance from each displacement gauge to the work 12 . More specifically, the distance in the z-axis direction from the zero point of each displacement gauge to the point to be measured on the upper surface of the workpiece 12 is measured. In a state where the reference device 30 (FIG. 1A) is arranged at a position facing the detector 40, each displacement meter detects the displacement of the reference surface of the reference device 30 in the z-axis direction.

支持ベース41に、さらに温度センサ45が取り付けられている。温度センサ45は、検出器40の温度を測定する。第1変位計42a、第2変位計42b、及び第3変位計42cの測定値、及び温度センサ45の測定値が制御装置20(図1A)に入力される。 A temperature sensor 45 is further attached to the support base 41 . A temperature sensor 45 measures the temperature of the detector 40 . The measured values of the first displacement gauge 42a, the second displacement gauge 42b, and the third displacement gauge 42c, and the measured value of the temperature sensor 45 are input to the controller 20 (FIG. 1A).

次に、図2を参照してワーク12の上面の真直度を計測する方法について説明する。
図2は、計測対象であるワーク12の上面、及び検出器40を示す模式図である。ワーク12の上面がxy面にほぼ平行に配置されている。なお、図2では、ワーク12の上面の微小な凹凸を誇張して示している。検出器40の第1変位計42a、第2変位計42b、及び第3変位計42cがx軸方向にピッチPで一列に配列している。
Next, a method for measuring the straightness of the upper surface of the workpiece 12 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a schematic diagram showing the upper surface of the workpiece 12 to be measured and the detector 40. As shown in FIG. The upper surface of the workpiece 12 is arranged substantially parallel to the xy plane. In addition, in FIG. 2, the minute irregularities on the upper surface of the workpiece 12 are shown in an exaggerated manner. A first displacement gauge 42a, a second displacement gauge 42b, and a third displacement gauge 42c of the detector 40 are arranged in a row at a pitch P in the x-axis direction.

3個の変位計のゼロ点校正を行うと、理想的には第1変位計42a、第2変位計42b、及び第3変位計42cのそれぞれのゼロ点A、B、Cは、x軸にほぼ平行な一直線上にピッチPで配列する。なお、本実施例においては、後に図7A及び図7Bを参照して説明するように、3個のゼロ点A、B、Cは厳密には一直線上に配置されないが、ここでは、3個のゼロ点A、B、Cが一直線上に配置されていると仮定する。 When zero point calibration is performed for three displacement gauges, ideally the zero points A 0 , B 0 , and C 0 of the first displacement gauge 42a, the second displacement gauge 42b, and the third displacement gauge 42c are: They are arranged at a pitch P on a straight line substantially parallel to the x-axis. In this embodiment, as will be described later with reference to FIGS. 7A and 7B, the three zero points A 0 , B 0 , and C 0 are not strictly arranged on a straight line. Assume that three zero points A 0 , B 0 , C 0 are aligned.

第1変位計42aは、ゼロ点Aから、ワーク12の上面の被測定点Aまでの距離Dを測定する。同様に、第2変位計42b及び第3変位計42cは、それぞれゼロ点Bから被測定点Bまでの距離D、及びゼロ点Cから被測定点Cまでの距離Dを測定する。 The first displacement gauge 42 a measures the distance Da from the zero point A 0 to the point A to be measured on the upper surface of the workpiece 12 . Similarly, the second displacement gauge 42b and the third displacement gauge 42c measure the distance Db from the zero point B0 to the measured point B and the distance Dc from the zero point C0 to the measured point C, respectively. .

被測定点AとCとを結ぶ線分と、被測定点Bとのz軸方向の距離をオフセット量gということとする。オフセット量gは、以下の式で表される。

Figure 0007296279000001
The distance between the line segment connecting the points A and C to be measured and the point B to be measured in the z-axis direction is called an offset amount g. The offset amount g is represented by the following formula.
Figure 0007296279000001

第2変位計42bの被測定点Bにおけるワーク12の上面の曲率dz/dx(x=B)は、以下の式で表すことができる。

Figure 0007296279000002
The curvature d 2 z/dx 2 (x=B) of the upper surface of the workpiece 12 at the point B to be measured by the second displacement gauge 42b can be expressed by the following equation.
Figure 0007296279000002

検出器40とワーク12との一方を他方に対してx軸方向に移動させながら、式(1)によりオフセット量gを計測する。式(1)及び(2)を用いて求められたワーク12の上面の曲率の分布を2階積分することにより、上面の真直度(すなわち、xz断面における表面の形状)を求めることができる。 While moving one of the detector 40 and the workpiece 12 with respect to the other in the x-axis direction, the offset amount g is measured by Equation (1). The straightness of the upper surface (that is, the shape of the surface in the xz cross section) can be obtained by performing the second-order integration of the curvature distribution of the upper surface of the work 12 obtained using the equations (1) and (2).

次に、図3を参照して検出器40のゼロ点校正の原理について説明する。
図3は、検出器40の第1変位計42a、第2変位計42b、第3変位計42cと基準器30との位置関係を示す模式図である。
Next, the principle of zero point calibration of the detector 40 will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram showing the positional relationship between the first displacement gauge 42a, the second displacement gauge 42b, and the third displacement gauge 42c of the detector 40 and the reference device 30. As shown in FIG.

ワーク12の上面に基準器30を載せて、基準面31を検出器40に対向させる。この状態で、第1変位計42a、第2変位計42b、及び第3変位計42cの各々の基準面31上の被測定点を、それぞれ第1変位計42a、第2変位計42b、及び第3変位計42cのゼロ点A、B、Cとして設定する。 A reference device 30 is placed on the upper surface of the work 12 and the reference surface 31 is made to face the detector 40 . In this state, the points to be measured on the reference plane 31 of the first displacement gauge 42a, the second displacement gauge 42b, and the third displacement gauge 42c are respectively set to the first displacement gauge 42a, the second displacement gauge 42b, and the third displacement gauge 42b. They are set as zero points A 0 , B 0 , and C 0 of the 3-displacement meter 42c.

なお、検出器40に対して基準器30をx軸方向に移動させながら複数回の測定を行い、測定値の平均値に基づいてゼロ点A、B、Cを設定してもよい。基準器30をx軸方向に移動させながら複数回の測定を行う処理を、走査ということとする。基準器30の移動は、テーブル案内機構11によってワーク12をx軸方向に移動させることにより実現される。この方法を採用することにより、基準面31の表面粗さによるゼロ点のばらつきを少なくすることができる。さらに、基準面31上の被測定点のy軸方向の位置を変えて複数回の走査を行い、複数回の走査によって得られた測定値の平均値に基づいてゼロ点A、B、Cを設定してもよい。なお、第1変位計42a、第2変位計42b、及び第3変位計42cの支持ベース41への取り付け位置がz軸方向にばらついていたとしても、基準面31が幾何学的に正しい平面であれば、ゼロ点校正によってゼロ点A、B、Cは一直線上に位置することになる。 Note that the zero points A 0 , B 0 , and C 0 may be set based on the average value of the measured values obtained by performing a plurality of measurements while moving the reference device 30 in the x-axis direction with respect to the detector 40. . A process of performing a plurality of measurements while moving the reference device 30 in the x-axis direction is referred to as scanning. Movement of the reference device 30 is achieved by moving the workpiece 12 in the x-axis direction by the table guide mechanism 11 . By adopting this method, it is possible to reduce variations in the zero point due to the surface roughness of the reference surface 31 . Furthermore, the position of the point to be measured on the reference plane 31 is changed in the y-axis direction and scanning is performed multiple times, and the zero points A 0 , B 0 , C0 may be set. Note that even if the mounting positions of the first displacement gauge 42a, the second displacement gauge 42b, and the third displacement gauge 42c to the support base 41 vary in the z-axis direction, the reference plane 31 is a geometrically correct plane. If so, the zero points A 0 , B 0 , and C 0 will be positioned on a straight line by zero point calibration.

次に、図4A及び図4Bを参照して、比較例による基準器30を用いて検出器40を校正する方法について説明する。 Next, a method of calibrating the detector 40 using the reference device 30 according to the comparative example will be described with reference to FIGS. 4A and 4B.

図4A及び図4Bは、比較例による基準器30をワーク12の上に載せた状態の断面図である。検出器40の校正時には、ワーク12の上面に直方体状の基準器30が、その長さ方向がx軸と平行になるように設置される。研削後のワーク12の上面はほぼ平坦であるが、実際には微小な凹凸が残存している。このため、基準器30は、その長さ方向に関してほぼ2点でワーク12に支持される。基準器30は例えばヤング率約130GPa程度の変形しにくいセラミックス材料で形成されるが、ワーク12に接触している箇所を支点として、自重によってわずかに撓みが発生する。 4A and 4B are cross-sectional views of a state in which the reference device 30 according to the comparative example is placed on the workpiece 12. FIG. When calibrating the detector 40, a rectangular parallelepiped standard 30 is placed on the upper surface of the workpiece 12 so that its length direction is parallel to the x-axis. Although the upper surface of the workpiece 12 after grinding is substantially flat, in reality, minute irregularities remain. Therefore, the reference device 30 is supported by the workpiece 12 at approximately two points in its length direction. The reference device 30 is made of, for example, a hard-to-deform ceramic material having a Young's modulus of about 130 GPa, but slightly bends due to its own weight with the point in contact with the workpiece 12 as a fulcrum.

図4Aに示した例では、基準器30が長さ方向の両端の近傍においてワーク12に接触して支持されている。この場合には、基準器30に、下方に向かって凸形状になるような撓みが発生する。図4Bに示した例では、基準器30が長さ方向の中央の近傍においてワーク12に接触して支持されている。この場合には、基準器30に、上方に向かって凸形状になるような撓みが発生する。基準面31に撓みが発生した状態で検出器40のゼロ点校正を行うと、3つのゼロ点A、B、Cは一直線上に位置しないことになる。また、基準器30を設置する位置によって、3つのゼロ点A、B、Cの相対的な位置関係にばらつきが生じてしまう。 In the example shown in FIG. 4A, the reference device 30 is supported in contact with the workpiece 12 near both longitudinal ends. In this case, the reference device 30 is flexed into a downward convex shape. In the example shown in FIG. 4B, the reference device 30 is supported in contact with the workpiece 12 near the center in the length direction. In this case, the reference device 30 is flexed into an upward convex shape. If the zero point calibration of the detector 40 is performed with the reference plane 31 bent, the three zero points A 0 , B 0 , and C 0 will not be positioned on a straight line. In addition, the relative positional relationship between the three zero points A 0 , B 0 , and C 0 varies depending on the position where the reference device 30 is installed.

基準器30に発生する撓みは、その支持表面(すなわち、ワーク12の上面)の凹凸の形状の影響を受ける。このため、撓みが発生した状態における基準面31の形状を正確に推定することはできない。従って、3個のゼロ点A、B、Cを補正して一直線上に配置させることは困難である。 Deflection occurring in the reference device 30 is affected by the uneven shape of its supporting surface (that is, the upper surface of the workpiece 12). Therefore, it is not possible to accurately estimate the shape of the reference surface 31 in the state in which the bending occurs. Therefore, it is difficult to correct the three zero points A 0 , B 0 , and C 0 to arrange them on a straight line.

次に、図5~図7Bを参照して、本実施例による形状計測装置で使用される基準器30を用いて検出器40のゼロ点校正を行う方法について説明する。 Next, a method of zero-point calibration of the detector 40 using the reference device 30 used in the shape measuring apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 7B.

図5は、実施例による形状計測装置で用いられる基準器30を斜め下方から見た斜視図である。基準器30は、一方向に長い直方体状の形状を持つ主部材32を含む。主部材32の上面が基準面31とされている。主部材32の基準面31とは反対側の底面に、3個の脚部33が取り付けられている。1つの脚部33は、基準器30の底面の長さ方向の一方の端部に取り付けられており、他の2つの脚部33は、他方の端部に取り付けられている。また、この2つの脚部33は、長さ方向と直交する幅方向に間隔をおいて取り付けられている。すなわち、この2つの脚部33は、長さ方向に関して同じ位置で、かつ幅方向に関して異なる位置に取り付けられている。 FIG. 5 is a perspective view of the reference device 30 used in the shape measuring apparatus according to the embodiment, viewed obliquely from below. The reference device 30 includes a main member 32 having a rectangular parallelepiped shape elongated in one direction. The upper surface of the main member 32 is used as the reference surface 31 . Three legs 33 are attached to the bottom surface of the main member 32 opposite to the reference surface 31 . One leg 33 is attached to one longitudinal end of the bottom surface of the datum 30 and the other two legs 33 are attached to the other end. Also, the two legs 33 are attached at intervals in the width direction orthogonal to the length direction. That is, the two legs 33 are attached at the same position in the length direction and at different positions in the width direction.

脚部33の各々は半球状の形状を有し、平坦な面において主部材32の底面に接着されている。脚部33の接着には、接着剤や両面テープ等を用いることができる。脚部33には、例えばジルコニア等の硬い材料が用いられる。脚部33の高さは、例えば2mm以上15mm以下であり、典型的には7mmである。ただし、脚部33の高さはこの範囲に限定されない。脚部33の高さは、基準器30をワーク12の上面に載せた状態で、基準器30の主部材32の底面がワーク12の上面に接触しない程度の高さであればよい。 Each of the legs 33 has a hemispherical shape and is adhered to the bottom surface of the main member 32 on its flat surface. An adhesive, a double-sided tape, or the like can be used for bonding the leg portion 33 . A hard material such as zirconia is used for the leg portion 33 . The height of the legs 33 is, for example, 2 mm or more and 15 mm or less, typically 7 mm. However, the height of the leg portion 33 is not limited to this range. The height of the leg portion 33 may be such that the bottom surface of the main member 32 of the reference device 30 does not contact the upper surface of the work 12 when the reference device 30 is placed on the upper surface of the work 12 .

図6A及び図6Bは、実施例による形状計測装置で用いられる基準器30をワーク12の上面に載せた状態の断面図である。図6A及び図6Bに示したワーク12の上面の凹凸形状は、それぞれ図4A及び図4Bに示したワーク12の上面の凹凸形状と等しい。図6A及び図6Bのいずれの場合でも、基準器30は3個の脚部33がワーク12の上面に接触することにより、ワーク12の上に支持される。基準器30は、3個の脚部33以外の箇所ではワーク12に接触しない。 6A and 6B are cross-sectional views showing a state in which the reference device 30 used in the shape measuring apparatus according to the embodiment is placed on the upper surface of the workpiece 12. FIG. The uneven shape of the upper surface of the work 12 shown in FIGS. 6A and 6B is the same as the uneven shape of the upper surface of the work 12 shown in FIGS. 4A and 4B. 6A and 6B, the reference device 30 is supported on the workpiece 12 by contacting the upper surface of the workpiece 12 with the three legs 33 . The reference device 30 does not contact the workpiece 12 at locations other than the three legs 33 .

3個の脚部33のうち2個の脚部は、長さ方向に関して同じ位置に配置されているため、基準器30は、長さ方向に関して2箇所でワーク12の上に支持される。このため、基準器30は、両端支持等分布荷重の梁構造を有することとなる。基準器30は、支持表面の凹凸の形状に依らず、常に長さ方向に関して2箇所で支持表面に支持されるため、基準器30の撓みの形状及び大きさは、支持表面の凹凸の形状に影響を受けない。 Since two of the three legs 33 are arranged at the same position in the length direction, the reference device 30 is supported on the workpiece 12 at two locations in the length direction. Therefore, the reference device 30 has a beam structure with uniform load distribution supported at both ends. Since the reference device 30 is always supported on the support surface at two points in the longitudinal direction regardless of the shape of the unevenness of the support surface, the shape and magnitude of the bending of the reference device 30 depend on the shape of the unevenness of the support surface. Not affected.

図7Aは、両端支持等分布荷重の梁構造を有する基準器30の模式図である。基準器30の長さをL、単位長さ当たりの荷重をw、ヤング率をE、弾性2次モーメントをIで表すと、一方の端部からの距離がxの点の撓み量δ(x)は、以下の式で表される。

Figure 0007296279000003
FIG. 7A is a schematic diagram of a reference device 30 having a beam structure with a uniform load distribution supported at both ends. Let L be the length of the reference device 30, w be the load per unit length, E be the Young's modulus, and I be the second elastic moment. ) is represented by the following formula.
Figure 0007296279000003

ワーク12の上面に基準器30を載せたときに基準面31に生じる撓みの形状及び大きさは、式(3)を用いて予め求めておくことができる。この撓みの形状を定義する情報が、制御装置20(図1A)に記憶されている。 The shape and magnitude of the deflection occurring in the reference surface 31 when the reference device 30 is placed on the upper surface of the work 12 can be obtained in advance using equation (3). Information defining the shape of this deflection is stored in controller 20 (FIG. 1A).

図7Bは、実施例による形状計測装置で用いられる基準器30と検出器40との位置関係を示す模式図である。基準面31が、図7Aに示したように撓んでいる。図7Bにおいて、撓み量は実際の撓み量より誇張して示されている。この基準面31の高さを、検出器40の第1変位計42a、第2変位計42b、及び第3変位計42cで検出し、ゼロ点校正を行う。これにより、基準面31上にゼロ点A、ゼロ点B、及びゼロ点Cが設定される。 FIG. 7B is a schematic diagram showing the positional relationship between the reference device 30 and the detector 40 used in the shape measuring device according to the embodiment. The reference plane 31 is flexed as shown in FIG. 7A. In FIG. 7B, the amount of deflection is exaggerated from the actual amount of deflection. The height of the reference plane 31 is detected by the first displacement gauge 42a, the second displacement gauge 42b, and the third displacement gauge 42c of the detector 40, and zero point calibration is performed. Thereby, zero point A 0 , zero point B 0 , and zero point C 0 are set on the reference plane 31 .

ゼロ点Bを通りz軸に平行な直線と、ゼロ点Aとゼロ点Cとを結ぶ線分との交点を第2変位計42bの真のゼロ点B01ということとする。ゼロ点Bと真のゼロ点B01との距離をゼロ点オフセット量gということとする。基準面31の撓み形状は式(3)から計算によって求めることができ、その形状を定義する情報が制御装置20(図1A)に予め記憶されているため、ゼロ点オフセット量gを計算によって求めることができる。制御装置20は、計算によって求められたゼロ点オフセット量gを記憶する。真のゼロ点B01のワーク12の上面の真直度を厳密に計算するためには、第2変位計42bのゼロ点として真のゼロ点B01を用いることが好ましい。すなわち、オフセット量g(図2)に対して、ゼロ点オフセット量gに相当する補正を行うことが好ましい。具体的には、式(1)に代えて、以下の式によりオフセット量gを算出することが好ましい。

Figure 0007296279000004
The intersection of a straight line passing through the zero point B0 and parallel to the z-axis and a line segment connecting the zero points A0 and C0 is defined as the true zero point B01 of the second displacement meter 42b. Let the distance between the zero point B0 and the true zero point B01 be the zero point offset amount g0 . The deflection shape of the reference plane 31 can be obtained by calculation from equation (3), and since the information defining the shape is stored in advance in the control device 20 (FIG. 1A), the zero point offset amount g 0 can be calculated by can ask. The controller 20 stores the calculated zero point offset amount g0 . In order to strictly calculate the straightness of the upper surface of the workpiece 12 at the true zero point B01 , it is preferable to use the true zero point B01 as the zero point of the second displacement gauge 42b. That is, it is preferable to correct the offset amount g (FIG. 2) to correspond to the zero point offset amount g0 . Specifically, it is preferable to calculate the offset amount g by the following formula instead of formula (1).
Figure 0007296279000004

次に図8A~図9Bを参照して、基準器30の撓みの形状がワーク12の上面の凹凸の影響を受けないことを確認するために行った評価実験及びその結果について説明する。 Next, with reference to FIGS. 8A to 9B, an evaluation experiment conducted to confirm that the bending shape of the reference device 30 is not affected by the unevenness of the upper surface of the workpiece 12 and the results thereof will be described.

図8A~図8Cは、評価実験を行うときのワーク12、基準器30、及び検出器40の位置関係を示す図である。まず、図8Aに示すように、基準器30をワーク12の領域R1の上に載せて、ゼロ点校正が行われている検出器40により式(1)を用いてオフセット量g(図2)を計測する。領域R1内で基準器30を移動させて式(1)を用いてオフセット量gを複数回計測する。 8A to 8C are diagrams showing the positional relationship among the workpiece 12, the reference device 30, and the detector 40 when performing the evaluation experiment. First, as shown in FIG. 8A, the reference device 30 is placed on the region R1 of the workpiece 12, and the offset amount g (FIG. 2) is calculated by the detector 40, which has been zero-point calibrated, using the equation (1). to measure The reference device 30 is moved within the region R1 and the offset amount g is measured multiple times using the equation (1).

次に、図8Bに示すように、基準器30をワーク12の領域R2の上に移動させて、同様にオフセット量gを複数回計測する。さらに、図8Cに示すように、基準器30をワーク12の領域R3の上に移動させて、同様にオフセット量gを複数回計測する。 Next, as shown in FIG. 8B, the reference device 30 is moved above the region R2 of the workpiece 12, and the offset amount g is similarly measured a plurality of times. Further, as shown in FIG. 8C, the reference device 30 is moved above the region R3 of the workpiece 12, and the offset amount g is similarly measured a plurality of times.

図9Aは、脚部33を持たない直方体状の基準器30を用いて計測したオフセット量gの分布を示すグラフである。図9Bは、実施例による形状計測装置で使用される基準器30(図5)、即ち脚部33を持つ基準器30を用いて計測したオフセット量gの分布を示すグラフである。図9A及び図9Bのグラフの横軸は、領域R1、R2、R3に対応し、縦軸はオフセット量gを表している。グラフ中の1つの黒丸記号が、1回の計測によって算出されたオフセット量gを示している。1つの領域内に複数の黒丸記号が表示されているのは、領域R1、R2、R3の各々において、領域内で基準器30を移動させて複数回の計測を行ったためである。 FIG. 9A is a graph showing the distribution of the offset amount g measured using the rectangular parallelepiped reference device 30 having no legs 33. FIG. FIG. 9B is a graph showing the distribution of the offset amount g measured using the reference device 30 (FIG. 5) used in the shape measuring device according to the embodiment, that is, the reference device 30 having the legs 33. FIG. The horizontal axes of the graphs of FIGS. 9A and 9B correspond to the regions R1, R2, and R3, and the vertical axes represent the offset amount g. One black circle symbol in the graph indicates the offset amount g calculated by one measurement. A plurality of black circle symbols are displayed in one region because in each of the regions R1, R2, and R3, measurements were performed a plurality of times by moving the reference device 30 within the region.

脚部33を持たない基準器30を用いた場合には図9Aに示すように、基準器30を領域R1の上に載せて計測した場合と、領域R2またはR3の上に載せて計測した場合とで、オフセット量gに大きさ差が生じている。全体として、オフセット量gに約0.075μm程度のばらつきが生じている。これは、基準器30の撓み後の基準面31の形状が、基準器30を設置する場所に応じて異なることを意味している。 When the reference device 30 without the legs 33 is used, as shown in FIG. , there is a difference in magnitude of the offset amount g. Overall, the offset amount g varies by about 0.075 μm. This means that the shape of the reference plane 31 after the bending of the reference device 30 differs according to the place where the reference device 30 is installed.

これに対して脚部33を持つ基準器30を用いた場合には図9Bに示すように、領域R1、R2、R3のどの領域の上に基準器30を載せてもオフセット量gに大きな差はない。オフセット量gのばらつきは0.02μm以下の範囲に収まっている。これは、基準器30の撓み後の基準面31の形状が、基準器30を設置する場所に依らずほぼ一定であることを意味する。また、オフセット量gの計算値は、ゼロ点オフセット量g(図7B)とほぼ等しい。 On the other hand, when the reference device 30 having the legs 33 is used, as shown in FIG. no. Variations in the offset amount g are within the range of 0.02 μm or less. This means that the shape of the reference surface 31 after bending of the reference device 30 is substantially constant regardless of the place where the reference device 30 is installed. Also, the calculated value of the offset amount g is approximately equal to the zero point offset amount g 0 (FIG. 7B).

図8A~図9Bに示した評価実験により、脚部33を持つ基準器30を用いることによって、基準器30の撓み形状が、基準器30を支持する支持表面の凹凸形状にほとんど依存しなくなることが確認された。 According to the evaluation experiments shown in FIGS. 8A to 9B, by using the reference device 30 having the legs 33, the bending shape of the reference device 30 hardly depends on the uneven shape of the support surface supporting the reference device 30. was confirmed.

次に、図10~図11Bを参照して、実施例による形状計測装置でワーク12(図1A)の上面の真直度を計測する方法について説明する。 Next, a method for measuring the straightness of the upper surface of the workpiece 12 (FIG. 1A) with the shape measuring apparatus according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 10 to 11B.

図10は、実施例による形状計測方法のフローチャートである。
ワーク12の研削が終了すると、オペレータが砥石ヘッド15に検出器40を取り付け(ステップSA01)、ワーク12の上に基準器30を設置する(ステップSA02)。その後、基準器30の基準面31を利用して検出器40のゼロ点校正を行う。検出器40のゼロ点校正が終了すると、基準器30をワーク12の上から撤去する。
FIG. 10 is a flow chart of a shape measuring method according to an embodiment.
After the work 12 has been ground, the operator attaches the detector 40 to the grindstone head 15 (step SA01) and installs the reference device 30 on the work 12 (step SA02). After that, the zero point calibration of the detector 40 is performed using the reference plane 31 of the reference device 30 . After the zero point calibration of the detector 40 is completed, the reference device 30 is removed from the workpiece 12 .

砥石ヘッド15(図1A)を、ワーク12の計測箇所までy軸方向に移動させる(ステップSA05)。その後、ワーク12の上面の、x軸方向に平行な1本のラインに沿う真直度を計測する(ステップSA06)。具体的には、制御装置20(図1A)が、ワーク12をx軸方向に移動させながら、検出器40の第1変位計42a、第2変位計42b、及び第3変位計42cから一定の時間間隔で測定値を取得する。取得された測定値に基づいて、図2を参照して説明した逐次三点法によりワーク12の上面の形状を求める。このとき、オフセット量gは式(4)を用いて計算する。 The grindstone head 15 (FIG. 1A) is moved in the y-axis direction to the measurement location of the workpiece 12 (step SA05). After that, the straightness of the upper surface of the workpiece 12 along one line parallel to the x-axis direction is measured (step SA06). Specifically, the controller 20 (FIG. 1A) controls the first displacement gauge 42a, the second displacement gauge 42b and the third displacement gauge 42c of the detector 40 while moving the workpiece 12 in the x-axis direction. Take measurements at time intervals. Based on the obtained measured values, the shape of the upper surface of the workpiece 12 is determined by the sequential three-point method described with reference to FIG. At this time, the offset amount g is calculated using equation (4).

ワーク12の上面の、1本のラインに沿う真直度を計測した後、計測結果を入出力装置21(図1A)に出力する(ステップSA07)。他のラインに沿う真直度の計測を行う場合には、ワーク12の上に基準器30を設置する工程(ステップSA02)から計測結果を出力する工程(ステップSA07)までを繰り返す(ステップSA08)。ワーク12の上面の、計測すべきすべてのラインに沿う真直度を計測したら、計測を終了する。 After measuring the straightness of the upper surface of the workpiece 12 along one line, the measurement result is output to the input/output device 21 (FIG. 1A) (step SA07). When measuring the straightness along another line, the steps from the step of setting the reference device 30 on the workpiece 12 (step SA02) to the step of outputting the measurement result (step SA07) are repeated (step SA08). After measuring the straightness along all the lines to be measured on the upper surface of the workpiece 12, the measurement is completed.

図11Aは、制御装置20が入出力装置21のディスプレイに表示したコントロールウィンドウの画像を示す図である。コントロールウィンドウは、測定値表示のペイン22、基本設定のペイン23、及び校正のペイン24を含む。さらに、コントロ-ルウィンドウに測定開始ボタン26が表示される。 11A is a diagram showing an image of a control window displayed on the display of the input/output device 21 by the control device 20. FIG. The control window includes a measurement display pane 22 , a preferences pane 23 and a calibration pane 24 . Furthermore, a measurement start button 26 is displayed in the control window.

測定値表示のペイン22には、第1変位計42a、第2変位計42b、及び第3変位計42cの測定値を表示する出力フィールドが含まれる。基本設定のペイン23には、ワーク12の長さ(x軸方向の寸法)、計測時における可動テーブル10の移動速度、測定往復数を入力させるデータ入力フィールドが表示される。測定往復数は、例えばプルダウンメニュー形式で入力される。校正のペイン24には、ゼロ点の値を表示する出力フィールド、及び校正開始ボタン25が表示される。 The measurement display pane 22 includes output fields that display the measurements of the first displacement gauge 42a, the second displacement gauge 42b, and the third displacement gauge 42c. The basic setting pane 23 displays data input fields for inputting the length of the workpiece 12 (dimension in the x-axis direction), the moving speed of the movable table 10 during measurement, and the number of reciprocating measurements. The number of round trips for measurement is input, for example, in the form of a pull-down menu. The calibration pane 24 displays an output field displaying the zero point value and a calibration start button 25 .

オペレータが校正開始ボタン25を選択すると、制御装置20(図1A)は、検出器40のゼロ点校正(ステップSA03)を行う。ボタンの選択は、例えばマウスのカーソルをボタンに合わせてマウスをクリックする操作、ボタンをタップする操作等で行われる。ゼロ点の出力フィールドには、式(1)を用いて計算したオフセット量gの値が表示される。ゼロ点校正を行った時点では、距離D、D、D(図2)がすべてゼロにリセットされるため、ゼロ点の出力フィールドに表示される数値は0になる。 When the operator selects calibration start button 25, controller 20 (FIG. 1A) performs zero point calibration of detector 40 (step SA03). Selection of a button is performed, for example, by moving the cursor of the mouse to the button and clicking the mouse, tapping the button, or the like. The zero point output field displays the value of the offset amount g calculated using equation (1). At the time of zero point calibration, the distances D a , D b , and D c (FIG. 2) are all reset to zero, so the number displayed in the zero point output field is zero.

オペレータが測定開始ボタン26を選択すると、制御装置20はワーク12の上面の、1本のラインに沿う真直度の計測を実行する(ステップSA06)。 When the operator selects the measurement start button 26, the controller 20 measures the straightness of the top surface of the workpiece 12 along one line (step SA06).

図11Bは、入出力装置21のディスプレイに表示された計測結果の画像の一例を示す図である。ディスプレイに、ワーク12の上面の高さ方向の位置がグラフ形式で表示される。横軸はワーク12の長さ方向(x軸方向)の位置を表し、縦軸は表面変位量(z軸方向の位置)を表す。なお、高さの変動の線形成分は除去されており、ワーク12の両端における高さが共に0になるように表面変位量が補正されている。図11Bには、両端に比べて中央部分が低い形状を持つ例が示されている。ワーク12の上面の0からの変位量が最も大きい位置(図11Bにおいて曲線の最下点)の値の絶対値が真直度の幾何公差に相当する。図11Bに示した例では、真直度の幾何公差が約22μmである。 FIG. 11B is a diagram showing an example of an image of measurement results displayed on the display of the input/output device 21. As shown in FIG. The position of the upper surface of the work 12 in the height direction is displayed in a graph format on the display. The horizontal axis represents the position in the length direction (x-axis direction) of the workpiece 12, and the vertical axis represents the amount of surface displacement (position in the z-axis direction). The linear component of the height variation is removed, and the surface displacement amount is corrected so that the heights at both ends of the workpiece 12 are both zero. FIG. 11B shows an example with a profile that is lower in the middle than at the ends. The absolute value of the position (the lowest point of the curve in FIG. 11B) where the amount of displacement from 0 on the upper surface of the workpiece 12 is the largest corresponds to the straightness geometrical tolerance. In the example shown in FIG. 11B, the straightness geometric tolerance is about 22 μm.

次に、上記実施例の優れた効果について説明する。
上記実施例では、ゼロ点校正時に基準器30を設置するワーク12上の位置に依らず、基準器30の撓み形状が一定になる。このため、3つのゼロ点A、B、Cの相対的な位置関係を一定にすることができる。さらに、上記実施例では、第1変位計42aのゼロ点A、第2変位計42bの真のゼロ点B01、及び第3変位計42cのゼロ点Cが一直線上に位置する。一直線上に位置する3個のゼロ点A、B01、Cを基準としてワーク12の上面の真直度を計測することにより、真直度の計測精度を高めることができる。
Next, the excellent effects of the above embodiment will be described.
In the above-described embodiment, the bending shape of the reference device 30 is constant regardless of the position on the workpiece 12 where the reference device 30 is installed during zero point calibration. Therefore, the relative positional relationship among the three zero points A 0 , B 0 , C 0 can be kept constant. Furthermore, in the above embodiment, the zero point A 0 of the first displacement gauge 42a, the true zero point B 01 of the second displacement gauge 42b, and the zero point C 0 of the third displacement gauge 42c are positioned on a straight line. By measuring the straightness of the upper surface of the workpiece 12 with reference to the three zero points A 0 , B 01 , and C 0 located on a straight line, the straightness measurement accuracy can be improved.

次に、図12~図14を参照して他の実施例による形状計測装置及び形状計測方法について説明する。以下、図1A~図11Bに示した実施例と共通の構成については説明を省略する。 Next, a shape measuring device and a shape measuring method according to another embodiment will be described with reference to FIGS. 12 to 14. FIG. The description of the configuration common to the embodiment shown in FIGS. 1A to 11B will be omitted below.

図12は、本実施例による形状計測方法のフローチャートである。
図10に示した実施例では、ワーク12の上面の、1本のラインに沿う真直度の計測を行う(ステップSA06)ごとに、計測前に検出器40のゼロ点校正(ステップSA03)を行う。これに対して図12に示した実施例では、温度センサ45(図1B)による現時点の温度の測定値と、直前にゼロ点校正を行ったときの温度の測定値との差が閾値以下である場合、ゼロ点校正の処理(ステップSA02~SA04)省略する(ステップSA10)。温度センサ45(図1B)による現時点の温度の測定値と、直前にゼロ点校正を行ったときの温度の測定値との差が閾値を超えている場合のみ、ゼロ点校正の処理(ステップSA02~SA04)を再度実行する。
FIG. 12 is a flow chart of the shape measuring method according to this embodiment.
In the embodiment shown in FIG. 10, every time the straightness of the upper surface of the workpiece 12 is measured along one line (step SA06), zero point calibration of the detector 40 is performed (step SA03) before the measurement. . On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 12, the difference between the temperature measured at the present time by the temperature sensor 45 (FIG. 1B) and the temperature measured immediately before the zero point calibration is less than or equal to the threshold. If there is, the process of zero point calibration (steps SA02 to SA04) is omitted (step SA10). Only when the difference between the current temperature measurement value by the temperature sensor 45 (FIG. 1B) and the temperature measurement value when the zero-point calibration was performed immediately before exceeds the threshold value, the zero-point calibration processing (step SA02 ~ SA04) is executed again.

図13は、制御装置20が入出力装置21(図1A)のディスプレイに表示したコントロールウィンドウの画像を示す図である。本実施例では、校正のペイン24内に、ゼロ点の出力フィールド及び校正開始ボタン25の他に、校正時温度、校正時刻、及び現在温度をそれぞれ表示する出力フィールドが表示される。さらに、温度測定ボタン27が表示される。 FIG. 13 shows an image of a control window displayed by the control device 20 on the display of the input/output device 21 (FIG. 1A). In this embodiment, in the calibration pane 24, in addition to the zero point output field and the calibration start button 25, there are displayed output fields that respectively display the temperature at the time of calibration, the time of calibration, and the current temperature. Furthermore, a temperature measurement button 27 is displayed.

校正時温度の出力フィールドには、制御装置20が、直近のゼロ点校正時に温度センサ45で測定された温度の測定値を表示する。校正時刻の出力フィールドには、制御装置20が、直近のゼロ点校正時の時刻を表示する。現在温度の出力フィールドには、制御装置20が、温度センサ45で測定された現時点の温度の測定値を表示する。オペレータが温度測定ボタン27を選択すると、制御装置20は温度センサ45から現時点の温度の測定値を取得し、現在温度の出力フィールドに表示される測定値を更新する。 In the calibration temperature output field, the controller 20 displays the temperature measured by the temperature sensor 45 during the most recent zero point calibration. In the calibration time output field, the controller 20 displays the time of the most recent zero point calibration. In the current temperature output field, the controller 20 displays the current temperature measured by the temperature sensor 45 . When the operator selects the measure temperature button 27, the controller 20 obtains the current temperature reading from the temperature sensor 45 and updates the reading displayed in the current temperature output field.

直近のゼロ点校正時の温度と現在の温度との差が閾値を超えている場合には、制御装置20は校正のペイン24内にゼロ点校正を再度実行するように促すメッセージ28を表示する。なお、メッセージ28に代えて、その他の注意喚起情報、例えばゼロ点校正の実効を促す音声、警報音等を出力してもよい。 If the difference between the temperature at the time of the most recent zero point calibration and the current temperature exceeds a threshold, the controller 20 displays a message 28 in the calibration pane 24 prompting the zero point calibration to be performed again. . Note that, instead of the message 28, other alerting information such as a voice prompting execution of zero point calibration, an alarm sound, or the like may be output.

図14は、ワーク12の上面の真直度の幾何公差の計測結果、及び温度センサ45(図1B)で測定された温度の測定値の時間変化を示すグラフである。ワーク12の上面の、x軸に平行な6本のラインL1~L6のそれぞれに沿う真直度を計測する処理を10回行い、計測処理ごとに真直度の幾何公差を求めた。図14に示した複数の黒丸記号の各々は、1回の計測処理で得られた真直度の幾何公差の算出結果を示す。 FIG. 14 is a graph showing the measurement result of the straightness geometrical tolerance of the upper surface of the workpiece 12 and the time change of the temperature measured by the temperature sensor 45 (FIG. 1B). A process of measuring the straightness along each of the six lines L1 to L6 parallel to the x-axis on the upper surface of the workpiece 12 was performed 10 times, and the straightness geometrical tolerance was obtained for each measurement process. Each of the plurality of black circle symbols shown in FIG. 14 indicates the calculation result of the straightness geometrical tolerance obtained in one measurement process.

ラインL1に沿う真直度の計測前に、検出器40のゼロ点校正を行った。その後、ラインL1に沿う真直度の計測から、ラインL5に沿う真直度の計測まで検出器40のゼロ点校正を行わなかった。ラインL5に沿う真直度を計測した後、ラインL6に沿う真直度の計測を行う前に、検出器40のゼロ点校正を行った。 Zero point calibration of the detector 40 was performed before the straightness measurement along the line L1. After that, the zero point calibration of the detector 40 was not performed from the straightness measurement along the line L1 to the straightness measurement along the line L5. After measuring the straightness along the line L5, the detector 40 was zero-point calibrated before measuring the straightness along the line L6.

ラインL1に沿う真直度の計測を開始した時から、ラインL4に沿う真直度の計測が終了するまでの期間、温度センサ45による温度の測定値はほとんど変化しなかった。温度がほぼ一定の期間に計測されたラインL1からラインL4までのそれぞれのラインに沿う真直度の幾何公差の計測値はほぼ一定であった。 During the period from the start of the straightness measurement along the line L1 to the end of the straightness measurement along the line L4, the temperature measured by the temperature sensor 45 hardly changed. Measured straightness geometrical tolerance along each line from line L1 to line L4 measured during a period in which the temperature was substantially constant was substantially constant.

ラインL4に沿う真直度を計測した後に、外的要因によって温度が上昇し始めた。温度が上昇した状態でラインL5に沿う真直度を計測すると、真直度の幾何公差の計測値は、温度上昇前に計測された真直度の幾何公差から大きく変化していた。 After measuring straightness along line L4, the temperature began to rise due to external factors. When the straightness along the line L5 was measured while the temperature was increased, the measured straightness geometrical tolerance was significantly different from the straightness geometrical tolerance measured before the temperature was increased.

ゼロ点校正を再度実行してラインL6に沿う真直度の幾何公差を計測したところ、温度上昇前に計測したラインL1~L4のそれぞれに沿う真直度の幾何公差の計測値とほぼ等しい計測値が得られた。なお、ラインL5に沿う真直度の計測後に外的要因によって温度がやや低下しているが、ラインL1~L4のそれぞれのラインに沿う真直度を計測した時の温度より高い状態が維持されている。 When the zero-point calibration was performed again and the straightness geometrical tolerance along line L6 was measured, the measured straightness geometrical tolerance along each of lines L1 to L4 measured before the temperature rise was almost equal to the measured value. Got. Although the temperature slightly decreased due to an external factor after the straightness measurement along the line L5, the temperature remained higher than the temperature when the straightness along each of the lines L1 to L4 was measured. .

図14に示した計測結果から、以下の2つの知見が得られる。
第1に、検出器40の周囲の温度に変動がなければ、ゼロ点校正を行わなくて真直度を高精度に計測することができる。第2に、検出器40の周囲の温度がある程度変化した場合、真直度の計測精度が低下するが、ゼロ点校正を再度実行することにより、真直度の計測精度を元の高い精度に戻すことができる。
The following two findings are obtained from the measurement results shown in FIG.
First, if the temperature around the detector 40 does not fluctuate, straightness can be measured with high accuracy without performing zero point calibration. Secondly, if the temperature around the detector 40 changes to some extent, the accuracy of straightness measurement will decrease. can be done.

次に、図12~図14に示した実施例の優れた効果について説明する。
本実施例では図13に示したように、入出力装置21(図1A)のディスプレイに、直近のゼロ点校正時の温度、及び現時点の温度が表示される。オペレータは、この温度表示を見て、ゼロ点校正を再度行うか否かを容易に判断することができる。具体的には、温度変化が閾値を超えたら、ゼロ点校正を再度実行するようにするとよい。この閾値は、真直度の計測に要求される精度に応じて、予め決定しておくとよい。例えば、閾値として0.5℃を設定しておくとよい。また、ゼロ点校正を行うように促すメッセージ28が表示されることにより、オペレータがゼロ点校正を実行し忘れてしまう事態の発生を予防することができる。
Next, the excellent effects of the embodiment shown in FIGS. 12 to 14 will be described.
In this embodiment, as shown in FIG. 13, the display of the input/output device 21 (FIG. 1A) displays the temperature at the most recent zero point calibration and the current temperature. The operator can easily determine whether or not to perform zero point calibration again by looking at this temperature display. Specifically, when the temperature change exceeds the threshold, the zero point calibration should be performed again. This threshold is preferably determined in advance according to the accuracy required for straightness measurement. For example, 0.5° C. may be set as the threshold. In addition, by displaying the message 28 prompting the user to perform the zero point calibration, it is possible to prevent the operator from forgetting to perform the zero point calibration.

また、本実施例では、直近にゼロ点校正を行った時刻が表示される。検出器40が、何らかの要因で時間経過とともに測定値にドリフトが生じる特性を持つ場合、オペレータは、直近にゼロ点校正を行った時刻からの経過時間に基づいて、ゼロ点校正を再度実行すべきか否かを判断することができる。 Also, in this embodiment, the time when the most recent zero point calibration was performed is displayed. If the detector 40 has the characteristic that the measured value drifts over time for some reason, should the operator re-execute the zero-point calibration based on the elapsed time since the most recent zero-point calibration? You can decide whether or not

さらに、本実施例では図12に示したように、温度変化が閾値以下の場合にはゼロ点校正を行うことなくワーク12の上面の次ラインに沿う真直度の計測を行うため、1枚のワーク12の上面の真直度の計測に必要な合計の時間を短縮することができる。 Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 12, when the temperature change is equal to or less than the threshold value, straightness measurement along the next line on the upper surface of the workpiece 12 is performed without performing zero point calibration. The total time required for measuring the straightness of the upper surface of the workpiece 12 can be shortened.

次に、図15A及び図15Bを参照して、さらに他の実施例による形状計測装置について説明する。以下、図1A~図11Bに示した実施例と共通の構成については説明を省略する。 Next, a shape measuring apparatus according to still another embodiment will be described with reference to FIGS. 15A and 15B. The description of the configuration common to the embodiment shown in FIGS. 1A to 11B will be omitted below.

図15Aは、制御装置20が入出力装置21(図1A)のディスプレイに表示したコントロールウィンドウの画像を示す図である。本実施例では、コントロールウィンドウ内に、過去の計測結果のペイン29が表示される。過去の計測結果のペイン29内に、「過去の計測結果の選択」ボタンが表示される。 FIG. 15A is a diagram showing an image of a control window displayed by control device 20 on the display of input/output device 21 (FIG. 1A). In this embodiment, a past measurement result pane 29 is displayed in the control window. In the past measurement result pane 29, a "Select past measurement result" button is displayed.

オペレータが「過去の計測結果の選択」ボタンを選択すると、制御装置20(図1A)は、過去に計測されて蓄積されている真直度の計測データの格納場所の一覧をディスプレイに表示する。オペレータは、この一覧から少なくとも1つの真直度の計測データを選択することができる。 When the operator selects the "Select Past Measurement Results" button, the control device 20 (FIG. 1A) displays on the display a list of storage locations of straightness measurement data that has been measured and accumulated in the past. The operator can select at least one straightness measurement data from this list.

図15Bは、入出力装置21(図1A)のディスプレイに表示された画像の一例を示す図である。図11Bに示した実施例では、現時点に計測された真直度に相当する表面形状がグラフ形式でディスプレイに表示される。これに対して本実施例では、現時点に計測された真直度と、オペレータが選択した過去に計測された真直度とが、表面変位量の分布として1つのグラフ上に重ねて表示される。図15Bにおいて、太い実線及び細い実線が、それぞれ現時点に計測された真直度、及び過去に計測された真直度を示す。 FIG. 15B is a diagram showing an example of an image displayed on the display of the input/output device 21 (FIG. 1A). In the embodiment shown in FIG. 11B, the surface profile corresponding to the currently measured straightness is displayed in graphical form on the display. On the other hand, in this embodiment, the straightness measured at the present time and the straightness measured in the past selected by the operator are superimposed and displayed on one graph as the distribution of the amount of surface displacement. In FIG. 15B, a thick solid line and a thin solid line indicate the straightness measured at present and the straightness measured in the past, respectively.

次に、本実施例の優れた効果について説明する。
本実施例では、オペレータは、現時点に計測したワーク12の上面の真直度と、過去に計測したワーク12の上面の真直度とを容易に比較することができる。例えば、1つのワーク12に対して1回目の研削加工を行い、その後砥石16の切込深さを深くして2回目の研削加工を行った場合、1回目の研削加工後の真直度と、2回目の研削加工後の真直度とを容易に比較することができる。この比較結果は、追加の研削加工の必要性や、追加の研削加工を行う場合の加工条件、例えば砥石16の追加の切込深さを推定する基礎となる情報として有益である。
Next, the excellent effects of this embodiment will be described.
In this embodiment, the operator can easily compare the currently measured straightness of the upper surface of the workpiece 12 with the previously measured straightness of the upper surface of the workpiece 12 . For example, when one work 12 is ground for the first time, and then the cutting depth of the grindstone 16 is increased to perform the second grinding, the straightness after the first grinding and The straightness after the second grinding process can be easily compared. This comparison result is useful as basic information for estimating the necessity of additional grinding and processing conditions for additional grinding, such as the additional depth of cut of the grindstone 16 .

次に、図16A~図16Dを参照して、図5に示した実施例の変形例による基準器30について説明する。 Reference device 30 according to a modification of the embodiment shown in FIG. 5 will now be described with reference to FIGS. 16A to 16D.

図16A~図16Dは、図5に示した実施例の変形例による基準器30を斜め下から見た斜視図である。図5に示した実施例においては、半球状の3個の脚部33が主部材32の底面の長さ方向の両端に取り付けられている。これに対して図16Aに示した変形例では、3個の脚部33が、主部材32の底面の長さ方向の両端よりやや内側に取り付けられている。3個の脚部33のうち2個の脚部33は、図5に示した実施例と同様に、長さ方向に関して同じ位置に取り付けられている。このため、基準器30は、長さ方向に関して2箇所でワーク12の上面に支持される。 16A to 16D are perspective views of the datum 30 according to a modification of the embodiment shown in FIG. 5, as viewed obliquely from below. In the embodiment shown in FIG. 5, three hemispherical legs 33 are attached to the bottom surface of the main member 32 at both longitudinal ends. On the other hand, in the modification shown in FIG. 16A, three legs 33 are attached to the bottom surface of the main member 32 slightly inward from both ends in the length direction. Two legs 33 out of the three legs 33 are attached at the same lengthwise position as in the embodiment shown in FIG. Therefore, the reference device 30 is supported on the upper surface of the workpiece 12 at two locations in the length direction.

図16Bに示した変形例では、脚部33が主部材32の幅方向に長い直方体形状を有する。2つの脚部33が、それぞれ主部材32の底面の長さ方向の両端に取り付けられている。図16Bに示した変形例においても、基準器30は、長さ方向に関して2箇所でワーク12の上面に支持される。 In the modification shown in FIG. 16B, the leg portion 33 has a rectangular parallelepiped shape elongated in the width direction of the main member 32 . Two legs 33 are attached to both longitudinal ends of the bottom surface of the main member 32, respectively. In the modification shown in FIG. 16B as well, the reference device 30 is supported on the upper surface of the workpiece 12 at two points in the length direction.

図16Cに示した変形例では、脚部33が主部材32の幅方向に長い半円柱形状を有する。2つの脚部33が、それぞれ主部材32の底面の長さ方向の両端に、円柱面が下を向く姿勢で取り付けられている。図16Cに示した変形例においても、基準器30は、長さ方向に関して2箇所でワーク12の上面に支持される。なお、図16Bに示した変形例では、脚部33がワーク12に面接触するが、図16Cに示した変形例では、脚部33がワーク12に線接触する。このため、図16Cに示した変形例では図16Bに示した変形例と比べて、基準器30をワーク12の上面により安定して支持することが可能になる。なお、脚部33の形状は必ずしも半円柱状である必要はなく、平面に対して、主部材32の幅方向に平行な直線において線接触する形状であればよい。 In the modification shown in FIG. 16C, the leg portion 33 has a semi-cylindrical shape elongated in the width direction of the main member 32 . Two leg portions 33 are attached to both ends in the length direction of the bottom surface of the main member 32, respectively, with the cylindrical surface facing downward. In the modification shown in FIG. 16C as well, the reference device 30 is supported on the upper surface of the workpiece 12 at two points in the length direction. In the modification shown in FIG. 16B, the leg 33 is in surface contact with the work 12, but in the modification shown in FIG. 16C, the leg 33 is in line contact with the work 12. Therefore, in the modification shown in FIG. 16C, the reference device 30 can be more stably supported on the upper surface of the workpiece 12 than in the modification shown in FIG. 16B. The shape of the leg portion 33 does not necessarily have to be a semi-cylindrical shape, and may be any shape that makes line contact with a plane along a straight line parallel to the width direction of the main member 32 .

図16Dに示した変形例では、半球状の4個の脚部33が主部材32の底面の四隅に取り付けられている。図16Dに示した変形例においても、基準器30は、長さ方向に関して2箇所でワーク12の上面に支持される。 In the modification shown in FIG. 16D, four hemispherical legs 33 are attached to the four corners of the bottom surface of the main member 32 . In the modification shown in FIG. 16D as well, the reference device 30 is supported on the upper surface of the workpiece 12 at two points in the length direction.

上述のように、図16A~図16Dに示した変形例においても、基準器30は、長さ方向に関して2箇所で支持する支持構造を有する。このため、図5に示した実施例の場合と同様に、ワーク12の上面に設置した状態で基準面31の撓みの形状がワーク12の上面の凹凸形状に依存しない。このため、基準器30を用いて、図7Bを参照して説明した方法で検出器40のゼロ点校正を行うことにより、3個の第1変位計42aのゼロ点A、第2変位計42bの真のゼロ点B01、及び第3変位計42cのゼロ点Cが一直線上に位置するように、ゼロ点オフセット量gを決定することができる。 As described above, in the modification shown in FIGS. 16A to 16D as well, the reference device 30 has a support structure that supports it at two locations in the longitudinal direction. Therefore, as in the case of the embodiment shown in FIG. 5, the shape of the bending of the reference surface 31 does not depend on the uneven shape of the upper surface of the work 12 when it is placed on the upper surface of the work 12 . Therefore, by performing zero point calibration of the detector 40 using the reference device 30 by the method described with reference to FIG. The zero point offset amount g 0 can be determined so that the true zero point B 01 of 42b and the zero point C 0 of the third displacement gauge 42c are positioned on a straight line.

次に、図17A及び図17Bを参照して、図5に示した実施例の他の変形例による基準器30について説明する。 Next, referring to FIGS. 17A and 17B, reference device 30 according to another modification of the embodiment shown in FIG. 5 will be described.

図17Aは、無重力状態における基準器30の側面図であり、図17Bは、ワーク12の上面に設置した状態での基準器30の側面図である。図5に示した実施例では、基準器30をワーク12の上面に設置した状態で基準面31に、下方に向かって凸となる撓みが生じる。これに対して本変形例では、無重力状態において、基準面31(図17A)が上方に向かって凸になるように湾曲している。基準器30をワーク12の上面に設置すると、自重によって基準器30に撓みが発生する。撓み後の基準面31(図17B)の形状が、幾何学的に正しい平面になる。 17A is a side view of the reference device 30 in zero gravity, and FIG. 17B is a side view of the reference device 30 placed on the upper surface of the workpiece 12. FIG. In the embodiment shown in FIG. 5, when the reference device 30 is placed on the upper surface of the workpiece 12, the reference surface 31 is flexed to be convex downward. On the other hand, in this modified example, the reference surface 31 (FIG. 17A) is curved so as to be convex upward in the weightless state. When the reference device 30 is placed on the upper surface of the work 12, the reference device 30 is bent due to its own weight. The shape of the reference plane 31 (FIG. 17B) after deflection is a geometrically correct plane.

図17A及び図17Bに示した変形例では、基準器30をワーク12の上面に設置した状態で基準面31が平面になるため、検出器40のゼロ点オフセット量gが0になる。このため、式(4)ではなく式(1)を用いてオフセット量gを計算することができる。 In the modification shown in FIGS. 17A and 17B, the reference plane 31 is flat with the reference device 30 placed on the upper surface of the workpiece 12, so the zero point offset g0 of the detector 40 is zero. Therefore, the offset amount g can be calculated using equation (1) instead of equation (4).

上記実施例では、検出器40が第1変位計42a、第2変位計42b、及び第3変位計42cの合計3個の変位計を有しているが、4個以上の変位計を有する構成としてもよい。 In the above embodiment, the detector 40 has a total of three displacement gauges, ie, the first displacement gauge 42a, the second displacement gauge 42b, and the third displacement gauge 42c. may be

上述の各実施例及び変形例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 It goes without saying that each of the above-described embodiments and modifications are examples, and partial substitutions or combinations of configurations shown in different embodiments are possible. Similar actions and effects due to similar configurations of multiple embodiments will not be sequentially referred to for each embodiment. Furthermore, the invention is not limited to the embodiments described above. For example, it will be obvious to those skilled in the art that various changes, improvements, combinations, etc. are possible.

10 可動テーブル
11 テーブル案内機構
12 ワーク
15 砥石ヘッド
16 砥石
18 案内レール
20 制御装置
21 入出力装置
22 測定表示のペイン
23 基本設定のペイン
24 校正のペイン
25 校正開始ボタン
26 測定開始ボタン
27 温度測定ボタン
28 ゼロ点校正を促すメッセージ
29 過去の計測結果のペイン
30 基準器
31 基準面
32 主部材
33 脚部
40 検出器
41 支持ベース
42a 第1変位計
42b 第2変位計
42c 第3変位計
45 温度センサ
10 movable table 11 table guide mechanism 12 workpiece 15 grindstone head 16 grindstone 18 guide rail 20 control device 21 input/output device 22 measurement display pane 23 basic setting pane 24 calibration pane 25 calibration start button 26 measurement start button 27 temperature measurement button 28 Message prompting zero point calibration 29 Past measurement result pane 30 Reference device 31 Reference surface 32 Main member 33 Leg 40 Detector 41 Support base 42a First displacement gauge 42b Second displacement gauge 42c Third displacement gauge 45 Temperature sensor

Claims (9)

一列に配列した少なくとも3個の変位計を含み、計測対象物に対向して配置されることにより、前記少なくとも3個の変位計から前記計測対象物までの距離の変位を検出する検出器と、
支持部材の上に支持されることによって、前記検出器の校正用の基準面を提供する基準器と、
前記検出器の校正を行う制御装置と
を有し、
前記基準器は、前記少なくとも3個の変位計が配列する方向に関して2箇所で前記支持部材の上に支持される支持構造を有し、
前記制御装置は、前記少なくとも3個の変位計に前記基準面を対向させた状態で前記検出器の校正を行う形状計測装置。
a detector that includes at least three displacement gauges arranged in a line and is arranged facing the measurement object to detect the displacement of the distance from the at least three displacement gauges to the measurement object;
a datum supported on a support member to provide a reference surface for calibration of the detector;
and a controller for calibrating the detector ,
The reference device has a support structure supported on the support member at two points in the direction in which the at least three displacement gauges are arranged,
The shape measuring device, wherein the control device calibrates the detector with the reference plane facing the at least three displacement gauges.
前記基準器は一方向に長い形状を有し、
前記支持構造は、前記基準面とは反対側の底面から突出する3個の脚部を含み、前記3個の脚部のうち2個の脚部は、前記基準器の長さ方向に関して同じ位置に配置されている請求項1に記載の形状計測装置。
The reference device has a shape elongated in one direction,
The support structure includes three legs protruding from a bottom surface opposite the reference plane, two of the three legs being at the same position with respect to the length of the datum. The shape measuring device according to claim 1, wherein the shape measuring device is arranged in
一列に配列した少なくとも3個の変位計を含み、計測対象物に対向して配置されることにより、前記少なくとも3個の変位計の各々から計測対象物までの距離の変位を検出する検出器と、
支持部材の上に支持されることによって、前記検出器の校正を行うための基準面を提供する基準器と、
前記検出器の校正を行う制御装置と
を有し、
前記基準器を前記支持部材の上に支持した状態で、自重によって撓みが生じ、撓みが生じた状態の前記基準面の形状が、前記支持部材の上面の凹凸の影響を受けない構造を有し、
前記制御装置は、前記少なくとも3個の変位計を前記基準面に対向させた状態で前記検出器の校正を行う形状計測装置。
a detector that includes at least three displacement gauges arranged in a row and is arranged facing the object to be measured to detect the displacement of the distance from each of the at least three displacement gauges to the object to be measured; ,
a datum supported on a support member to provide a reference surface for calibrating the detector;
and a controller for calibrating the detector ,
In a state in which the reference device is supported on the support member, it is bent by its own weight, and the shape of the reference surface in the bent state is not affected by the unevenness of the upper surface of the support member. ,
The shape measuring device, wherein the control device calibrates the detector while the at least three displacement gauges face the reference plane.
前記制御装置は、前記基準器を支持部材の上に置いたときに前記基準面に生じる撓みの形状を記憶しており、記憶されている撓みの形状に基づいて前記検出器の校正を行う請求項1乃至3のいずれか1項に記載の形状計測装置。 The control device stores a shape of deflection that occurs in the reference surface when the reference device is placed on the support member, and calibrate the detector based on the stored shape of deflection. Item 4. The shape measuring device according to any one of Items 1 to 3. さらに、
前記制御装置への指令の入力、及び前記制御装置による計測結果の出力が行われる入出力装置と、
前記検出器の温度が反映される箇所の温度を測定する温度センサと
を有し、
前記制御装置は、直近の校正時における前記温度センサによる測定値、及び現時点の前記温度センサによる測定値を前記入出力装置に出力する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の形状計測装置。
moreover,
an input/output device for inputting commands to the control device and for outputting measurement results by the control device;
a temperature sensor that measures the temperature of a location where the temperature of the detector is reflected;
The shape measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the control device outputs to the input/output device a value measured by the temperature sensor at the time of the most recent calibration and a value measured by the temperature sensor at the present time. .
前記制御装置は、直近の校正時における前記温度センサによる測定値、及び現時点の前記温度センサによる測定値との差が閾値を超えたら、前記入出力装置から前記検出器の校正を促す注意喚起情報を出力させる請求項5に記載の形状計測装置。 When the difference between the value measured by the temperature sensor at the time of the most recent calibration and the value measured by the temperature sensor at the current time exceeds a threshold, the control device provides alert information prompting calibration of the detector from the input/output device. 6. The shape measuring device according to claim 5, which outputs the . 前記制御装置は、
計測対象物及び前記検出器の一方を他方に対して前記少なくとも3個の変位計が配列する方向に移動させながら、計測対象物の表面の真直度を計測して記憶し、
計測対象物の表面の真直度の複数の計測結果を比較可能な態様で、前記入出力装置に出力する請求項5または6に記載の形状計測装置。
The control device is
measuring and storing the straightness of the surface of the object to be measured while moving one of the object to be measured and the detector with respect to the other in the direction in which the at least three displacement gauges are arranged;
7. The shape measuring apparatus according to claim 5, wherein a plurality of measurement results of straightness of the surface of the object to be measured are output to said input/output device in a form that enables comparison.
前記制御装置は、前記検出器の校正を行う際に、前記支持部材を前記検出器に対して移動させることにより、前記支持部材の上に支持されている前記基準器を前記検出器に対して移動させる請求項1乃至7のいずれか1項に記載の形状計測装置。When calibrating the detector, the controller moves the reference device supported on the support member relative to the detector by moving the support member relative to the detector. The shape measuring device according to any one of claims 1 to 7, wherein the shape measuring device is moved. 一列に配列した少なくとも3個の変位計を、計測対象物に対向して配置させることにより、前記少なくとも3個の変位計の各々から前記計測対象物までの距離の変位を検出する検出器の校正方法であって、
前記少なくとも3個の変位計に基準器の基準面を対向させた姿勢で、前記基準器を前記少なくとも3個の変位計が配列する方向に関して2箇所で支持部材の上に支持させ、
前記少なくとも3個の変位計を前記基準面に対向させた状態で前記検出器の校正を行う校正方法。
Calibration of a detector that detects the displacement of the distance from each of the at least three displacement gauges to the measurement object by arranging at least three displacement gauges arranged in a line so as to face the measurement object a method,
supporting the reference device on a supporting member at two locations in the direction in which the at least three displacement gauges are arranged, in a posture in which the reference surface of the reference device faces the at least three displacement gauges;
A calibration method for calibrating the detector with the at least three displacement gauges facing the reference plane.
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